网传：中国电科35nm光刻机已设计完成

近日，有业内人士透露， 在“2021中国实体经济论坛”上面，中国机床工具协会原高级顾问邵钦作的发言中提到光刻机的问题。邵钦作说：现在国产光刻机面临的难题，有很大一部分是光刻机核心零部件加工水平的问题。他说中电科的领导找到他，告诉他现在中电科已经设计好了35nm光刻机。里面几个关键部件需要精密加工，问他国产机床能不能胜任。他说选择给中电科挑选国产机床里面最好的，可以达到他们的精度要求。邵钦作还说咱们日后要做13nm的光刻机，国产机床也需要继续攻关。

同时，有网友表示，光刻机三大样中，工作台或对准系统就是要高精度机床加工，而半导体的本质就是精密制造，没有高精密加工技术，就不会有半导体技术发展。

据了解，中国电子科技集团有限公司成立于2002年3月1日，是以原信息产业部直属电子研究院所和高科技企业为基础、组建而成的国有大型企业集团，也是国家批准的国有资产授权投资机构之一，由国务院国有资产监督管理委员会直接监管。中国电科主要从事国家重要军民用大型电子信息系统的工程建设，重大装备、通信与电子设备、软件和关键元器件的研制生产。实际上，中电科布局光刻机已久，今年1月5日，中国电科（北京）集成电路核心装备自主化及产业化建设项目（一期）开工奠基仪式在京举行，先进光刻机项目已开工。

除了光刻机以外，近日，刻蚀设备也传来好消息。据报道， 中微公司成功研制出3nm蚀刻机，且完成了原型机的设计、制造、测试及初步的工艺开发和评估，并已进入量产阶段。

资料图（图片来源：互联网）

之前，中微的等离子体刻蚀设备已应用在国际一线客户先进集成电路加工制造生产线及先进封装生产线。此次3nm刻蚀机诞生，使得中国芯片企业以后能够参与到更先进的高端芯片制造产业链中。

众所周知，半导体工艺流程主要包括晶圆制造、设计、制造和封测几个环节。每个环节不但需要高尖端技术，还需要大量的软件和硬件设备。单晶硅片制造需要单晶炉等设备，IC制造需要光刻机、刻蚀机、薄膜设备、扩散离子注入设备、湿法设备、过程检测等六大类设备。其中，光刻机、刻蚀机、薄膜设备最为主要。

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什么是光刻机

光刻机（Mask Aligner） 又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。

Photolithography（光刻）意思是用光来制作一个图形（工艺）；在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

光刻的目的

使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。

光刻机工作原理

上图是一张光刻机的简易工作原理图。下面，简单介绍一下图中各设备的作用。

测量台、曝光台：承载硅片的工作台，也就是本次所说的双工作台。

光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。

能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。

遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。

能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。

掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。

掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。

物镜：物镜由20多块镜片组成，主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射的硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。

硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种，分别叫flat、notch。

内部封闭框架、减振器：将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

光刻机分类

光刻机一般根据操作的简便性分为三种，手动、半自动、全自动。

A 手动：指的是对准的调节方式，是通过手调旋钮改变它的X轴，Y轴和thita角度来完成对准，对准精度可想而知不高了；

B 半自动：指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐；

C 自动：指的是从基板的上载下载，曝光时长和循环都是通过程序控制，自动光刻机主要是满足工厂对于处理量的需要。

光刻机可以分为接近接触式光刻、直写式光刻、以及投影式光刻三大类。接近接触式通过无限靠近，复制掩模板上的图案；投影式光刻采用投影物镜，将掩模板上的结构投影到基片表面；而直写，则将光束聚焦为一点，通过运动工件台或镜头扫描实现任意图形加工。光学投影式光刻凭借其高效率、无损伤的优点，一直是集成电路主流光刻技术。

光刻机应用

光刻机可广泛应用于微纳流控晶片加工、微纳光学元件、微纳光栅、ＮＭＥＭＳ器件等微纳结构器件的制备。

刻蚀机是什么

实际上狭义理解就是光刻腐蚀，先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理，然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。随着微制造工艺的发展；广义上来讲，刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称，成为微加工制造的一种普适叫法。　　

刻蚀机的原理

感应耦合等离子体刻蚀法（InducTIvely CoupledPlasma Etch，简称ICPE）是化学过程和物理过程共同作用的结果。它的基本原理是在真空低气压下，ICP 射频电源产生的射频输出到环形耦合线圈，以一定比例的混合刻蚀气体经耦合辉光放电，产生高密度的等离子体，在下电极的RF 射频作用下，这些等离子体对基片表面进行轰击，基片图形区域的半导体材料的化学键被打断，与刻蚀气体生成挥发性物质，以气体形式脱离基片，从真空管路被抽走。

刻蚀机和光刻机的区别

刻蚀相对光刻要容易。光刻机把图案印上去，然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案（或者没有图案）的部分，留下剩余的部分。

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